AutoCAD三维技术在机械设计中的应用

文/王春艳 明亮，洛阳职业技术学院

信息化科技时代的到来，诸多先进的信息化技术、科学技术等不断被研发出来，被应用到各个领域，旨在为各个行业提供相应的技术支撑，以促进行业经济的进一步发展。新时期，AutoCAD三维技术成为现代机械制造行业之中必不可少的重要技术之一，是建立在二维AutoCAD技术基础之上而研发出来的，实现了技术不断革新，技术成熟度明显增强，被广泛的应用到机械设计之中，进而可大大提高机械设计水平，利于促进机械制造业经济的全面发展。

1 AutoCAD三维技术的相关概述

AutoCAD三维技术具有先进性、智能性、开放性与集成性的特点，属于一种辅助性的设计工具，且该工具形式为软件，将此种技术应用到设计之中，能实现对设计对象的分析、修改与优化的目的。相较于传统设计技术，AutoCAD三维技术的功能更为强大，操作起来更为简单、便捷，设计处理更为精细，精度高，因此，被广泛的应用到机械设计方面。在机械设计中应用AutoCAD三维技术，能大大提高产品的设计质量。以往的机械设计方法局限性很强，特别是部分流程需要进行人工操作时，就会导致在设计中产生比较大的偏差，如实体演示、人工绘图等，一旦存在明显的差异，就要对设计图进行反复的修改，情况严重的需要进行重新设计，采取此种方法，会耗费大量的时间，设计难度也会逐步加大，设计精度不高，极易引发资源浪费现象，会对机械制造业的发展构成威胁。将AutoCAD三维技术应用其中，能及时解决与处理以往机械设计中所存在的问题，充分简化了整个设计流程，且设计精度更高，同时能在短时间内获取足够的设计信息，能加快设计进度，以促进机械设计工作的高效开展，以求为机械制造提供良好的依据。

2 AutoCAD技术对机械设计所带来的影响

2.1 AutoCAD丰富了机械设计功能

在机械设计当中最为常用的AutoCAD技术为绘图，AutoCAD的绘图功能异常强大，主要包括：平面绘图功能，能用直线、线段、面等方式建立平面图形；绘图辅助工具，可以实现对象捕捉以及追踪；图形编辑，可以快速的对各种图形进行多种处理，如拉伸、剪切、缩放等。其次，AutoCAD还允许用户将文件保存为dxf格式。

2.2 AutoCAD技术提高了机械设计速度

在机械设计过程中，速度是影响效率的一个关键因素，AutoC AD技术能够将复杂的三维模型较为快速的展现在设计者的面前，并且该技术中的高级计算功能使图形计算及绘制得到快速提升。线段的延长、剪段及缩短能够有效的减小工作强度和提高工作效率。在最近几年当中AutoCAD技术得到了进一步的发展，同时机械设计方法也出现了新的变化，现阶段机械设计在AutoCAD的辅助之下，使得大量的重复劳动得到简化，设计人员工作重心逐渐向设计创新方面转移。

3 在机械设计过程中对AutoCAD三维技术的实际运用

3.1 在机械设计过程中应用AutoCAD三维技术的不足

3.1.1 人员水平较低

由于AutoCAD三维技术本身的复杂性，因此，在对其进行操作的过程中，工作人员需要具有相应的能力和水平，如果工作人员无法保证对该项技术进行科学、准确的应用，就无法保证AutoCAD三维技术对机械设计工作所具有优势的最大化呈现。但是现阶段，大部分企业内部从事机械设计的工作人员，在工作经验和水平方面均存在一定的欠缺，这也是导致设计成果始终无法得到有效提升的原因之一。

3.1.2 CAD部分作用的丧失

现阶段，部分企业在对AutoCAD三维技术进行应用的过程中，在认知方面仍旧存在偏差，也就是说，部分人员将该项技术作为制图软件应用在日常设计的过程中，却没有从内部对该项技术进行剖析，对其所具有的设计辅助功能加以应用，在这种理念指导下开展设计工作的人员，必然无法将AutoCAD三维技术的全部作用进行呈现。

3.2 在机械设计过程中应用AutoCAD三维技术的优势

3.2.1 直观性

在装配零件的过程中，资源查找器内部所对应的路径查找器可以对零件装配关系加以记录，这样做最突出的优势就是，如果在装配过程中出现某些问题，那么资源查找器能够在第一时间对错误现象进行显示，并配以相应的说明，为工作人员解决该问题提供科学的参考依据。另外，对于需要经由外部零件，才能完成对内部结构加以了解的机械而言，资源查找器还可以完成对外部零件的隐藏。在机器的装配工作告一段落后，资源查找器可以根据不同运动对机械所具有的实际要求，通过检验的方式，保证设计活动可以与该机械在使用过程中所具有的实际要求相符合，同时对设计环节存在的问题进行修正，避免其不利影响的进一步扩大。

3.2.2 便捷

AutoCAD三维技术可以在对机械进行设计的过程中，能够通过对相邻零件所处的位置以及形状加以改进的方式，完成对零件构造的更改。这种方式不仅便捷、有效，还能够提升新零件与原有零件所具有的契合程度，从根本上杜绝不同零件之间由于契合程度存在问题，最终影响装备效果的情况出现。除此之外，设计人员还可以将零件的造型过程，通过动图的形式呈现在资源查找器之中，这样做能够提高工作人员在对设计的全过程加以分析时的准确程度。

3.2.3 有效

在对机械进行设计的过程中合理应用AutoCAD三维技术，还可以缩短设计周期，提升设计效率。在对新机械进行开放式设计的过程中，对该项技术进行合理应用，可以精简不必要的设计流程，并且通过重新对部分零件加以设计的方式，保证设计活动的高效完成。除此之外，对于绝对多数零件来说，AutoCAD三维技术都与能够通过对相关信息的合理运用，保证设计质量与效率的提升。

3.3 在机械设计过程中应用AutoCAD三维技术的发展

机械设计工作的目的并不仅仅是通过对某一个或几个零件进行剖析，完成对机械的设计和生产，而是从整体的角度出发，通过对设计全部流程的考虑，保证机械整体的系统化和科学化。由此可以看出，依赖二维技术的传统设计理念，已经无法满足当今社会的要求。因此，将AutoCAD三维技术引入机械设计的相关领域，是社会发展的必然趋势和结果。

4 机械设计AutoCAD技术应用策略分析

4.1 应用AutoCAD改善机械产品造型

由于硬件设备的不完善，AutoCAD在发展的初期主要是以二维建模作为主，这种设计方法导致大部分设计者脑海中的三维图形都无法得到有效实现。但是，随着硬件技术的迅速发展，计算机水平迅速提升，三维图形的建模已成为现实。通过三维模型，工程师可以从更形象的角度对机械产品的外观形状进行观察，并通过逻辑分析对其造型进行优化设计，同时结合具体的工作原理对产品进行更改，有效改善机械产品造型。

4.2 应用AutoCAD实现产品优化设计

AutoCAD技术作为代替劳动力绘图的辅助人机交互式绘图技术，他不仅具辅助功能，还是对设计师脑海中的产品的结构及性能的优化设计，其可应用内部应用程序对产品进行各细节的分析和优化设计，最终完成产品设计。在机械工程师在使用AutoCAD技术进行机械设计的过程当中不能单纯的使用AutoCAD进行相关图纸的绘制，同时还需要利用AutoCAD内部的各种辅助功能对产品进行优化设计，从而提升产品性能，进一步满足实际使用需求。现阶段许多针对AutoCAD的二次开发软件已经较为成熟，工程师在使用传统AutoCAD技术的同时，还需要进一步学习这些二次开发软件，进一步对机械产品进行优化设计。

4.3 应用AutoCAD进行机械产品结构计算

基于AutoCAD技术的建模方式主要有三种：线性建模、面性建模、体式建模，这些建模方式存在于很多CAD软件中，从而有效的提高了生产效率。在应用较为广泛的AutoCAD二次开发软件当中，大型零件可拆卸为单一零件，同时运用布尔运算应用程序进行运算，得出单一三维模型。需要绘制出的零件可使用AutoCAD中的立方体、圆柱体、球体、环状体、楔形体及圆锥体6种基本体系进行结构性的分析及计算。随着AutoCAD技术的发展以及二次开发的完善，AutoCAD在机械产品结构计算中的应用必然就得到不断的提升。

4.4 应用AutoCAD实现智能化机械设计

当前阶段智能化与信息化发展已经成为各行各业的发展趋势，对于机械行业来说也不例外，虽然AutoCAD使得机械设计突破了传统手工绘图的局限性，但是还没有真正实现信息化智能化机械设计。但是AutoCAD目前正朝着智能化与信息化的方向发展，基于信息系统的AutoCAD设计技术逐渐趋于完善，在未来AutoCAD必将成为智能化机械设计的重要工具。

5 结束语

本文通过分析CAD技术的功能和作用，以及CAD技术在机械工艺设计中的应用作用的探究，对CAD技术在机械工艺设计有十分重要的促进作用。

[1]蔡葛明,雍照章,王华.CAD技术在机械工艺设计中的应用研究[J].机械工程师,2016(01):218-220.

[2]张为民.电火花线切割CAD/CAM集成系统关键技术研究[D].浙江大学,2017.